Power Electronics

Хочу сделать ультразвуковой паяльник, паять алюминий в частности.
Представляет из себя обычный паяльник с дополнительной насадкой которая генерирует ультразвук 20-40кгц, при этом в припое возникают кавитационные пузырьки и пленка на поверхности алюминия разрушается.
в общем дело известное , делали еще на лампах не понятно почему не пошло в массы, сейчас есть только по 50круб.
Итого, сделал паяльник, излучатель - ферритовый стержень с обмоткой, при подачи на обмотку синуса 100-150в и механическом резонансе должен паять все )
Нарисовал схему, будет ли работать и что сделать чтоб заработала?
ТР2 нужен для подмагничивания феррита чтобы он работал на середине характеристики.
ТР3 - обратная связь по току, т.к при резонансе сопротивление излучателя минимально, без каркаса с подстроечником
ТР1 на Ш образном сердечнике 4смкв

_________________
хочу все знать

Мда чета глухо тут совсем
По схеме думаю ключи сразу сгорят, нужно чтобы работали в ключевом режиме, поставить перед ними какой нить тригер чтоб из синуса делал меандр.

_________________
хочу все знать

Пока можно полистать тему Источник питания для ультразвукового излучателя

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Это я читал, такую схему без обратной связи на ir2153 сделать не сложно, тут вся соль в том что нужно поддерживать ультрозвуковой излучатель в механическом резонансе, а добротноть у него о го го какая высокая, дотронешься до чего нить и мощность падает в разы.

За основу этой схемы была взята схема из радио 58г
http://bsvi.ru/11009116b8eb2

_________________
хочу все знать

Изначально нужно поставить себе вопрос : А хватит ли удельной мощности феррита чтоб паять ? Для обычных ферритов, доступных на рынке удельная мощность составляет несколько ватт на см2 излучающей поверхности. В итоге может оказаться, что потери в феррите на перемагничивание сопоставимы с выходной мощностью самого преобразователя . Так что идея эта заранее обречена на провал.
В УЗ сварках применяются либо пьезострикторы, либо магнитострикторы но на основе сплавов никеля и т.п. Там удельная мощность - десятки ватт на см2, т.е. больше на порядок.
Ищите шихтованный никель.Я не нашол

_________________
Опыт пропорционален выведенному из строя оборудованию

Я думаю в эту схем можно и пъезокерамику вставить не сильно напрягаясь, ее достать не сильная проблемма.
Феррит я уже разламывал )
Можно еще сделать сердечник наборным из несколькихферитовых пластин или стержней тогда и мощность повысится тк площадь увеличится.

_________________
хочу все знать

С пьезиком все совсем просто. Береться пачка(т.к. одиночная пластина на такую частоту не встречается для поперечного резонанса), килогерц на 20..40. Генератор представляет собой АТ комповый питальник с удаленным ШИМом, всей обвязкой, и силовый трансом. Базовый транс остается.
Вместо силового транса ставится пьезопачка. Все.
Всключаем через лампочку для начала, транзисторов можно удвоить.
Принцип какой. В данном случае используется последовательный резонанс пластины (максимум тока). На нем как раз и начинает генерировать автогенератор. Мощность можно изменять напряжением питания.
При желании применить мосфеты и драйвера (сам не делал)- КПД будет больше.

Верно, но потом мощу с этой увеличенной площади нужно подвести к жалу паяла, где площадь поменьше. Эту ф-цию выполняет т.н. "акустический трансформатор" . Это раз. При увеличении объема феррита будут расти потери в нем,- КПД никакой . Это два.

_________________
Опыт пропорционален выведенному из строя оборудованию

Не понял зачем пачку брать, резонанс то будет определятся длинной паяльника вместе с акустических трансформатором, так что можно брать любую пъезопластину, от ее толщины будет зависеть только мощность.
Что то недопонял по схеме и особенно почему она будет возбуждать на механическом резонансе.

_________________
хочу все знать

Делают и так, однако в умной литературе таким образом сдвиг частоты более десятков % не рекомендуют делать, ХЗ почему. Видимо знают что-то. Думаю, это связано с добртностью и/или отражением звука от границы "пластина- накладка"
Если так рассуждать,- все мойки, установки УЗ сварки содержали бы одну тонюсенькую пластину. Однако этого нет.


В простом случае эквивалентная схема ненагруженной пластины- последовательные колебательный контур, на резонансе- максимум тока. Указанный тип автогенератора- с токовой связью через базовый транс. Логично предположить, что он запустится при условии макс тока в нагрузке(когда Z пьезика =0, фаза тока совпадает с фазой напряжения в пьезике. На реальном пьезике остается активное сопротивление, которое и определяет акустическую мощноть). Что и происходит. В данном случае это последовательный резонанс пластины- на нем отдача самая большая.
Однако весьма близко есть "антирезонанс" - напряжение на пластине максимальное, - в этом случае отдача минимальна.
Вобщем, стоит почитать про сабж в спец литературе.
вот , что есть у меня
http://www.svarka-lib.com/node/283
сдесь, возможно, подробнее
http://svarka-lib.com/node/292

_________________
Опыт пропорционален выведенному из строя оборудованию

Странно я как раз думал что общей длинной частота резонанса определяется )
То что у пъезика последовательный контур это понятно, вы бы схемку нарисовали было бы проще для обсуждения, у меня схема тоже на нем же возбуждается.

_________________
хочу все знать

со схемой бп определился, осталось расчитать размеры ступенчатого концентратора.
Если кто знает методу или лучше программу, поделитесь плиз.
Те надо длину волновода, длину концентратора и длину отражателя в ст3
Керамика 42кгц D 35 H 5mm есть 4 шт
http://www.audiowell.com/productshow.as ... 1Y3515500A

_________________
хочу все знать

Обратите внимание,- это продольный (!) резонанс, т.е. резонанс на изгиб пластины(как струна на основном тоне). Для вашего применения нужен поперечный резонанс , "поршневой" тип колебаний. Для данной пластины поперечный резонанс будет в раене 3х сотен кГц, и пластин нужно набрать пачку.

_________________
Опыт пропорционален выведенному из строя оборудованию

посетила такая мысль, что если частоту генератора не подстраивать с помощью ОС а просто быстро качать около частоты резонанса в некоторых пределах, обусловленных расстройкой при соприкосновении с изделием,
тогда всегда будет эффект резонанса но в импульсном режиме и не будет зависить от нагрузки.

_________________
хочу все знать

Видимо, нужно знать дельту изменения частоты от изменения нагрузки. Может оказаться, что оно большое , и такая ЧМ будет иметь КПД совсем никакое. Но как-то работать будет , однозначно. Опять же, под нагрузкой резонансный "колокол" разширяется (добротность системы понижается) - что в данном случае плюс.
И еще. Подобные пластины применяются в мощных УЗ мойках. дерез дырку в центре - болт. Но там тоже пачка, набирается для частот порядка 20кГц. Можно этот болт сделать частью волновода,- но это будет работать только в случае "поршневого" типа колебаний. Устройство ощутимо упростится.
По отношению линейных размеров можно определить, что поперечный резонанс в такой пластине на частоте 294кГц (почти угадал с первого раза). Слепив пачку из 6 штук, получим 50кГц, что вполне адекватно. Пластины положатся одна на другую, но важна начальная поляризация! Обычно стороны пьезика как то помечены.
Делаем определенной конфигурации болт- волновод и вуяля.

_________________
Опыт пропорционален выведенному из строя оборудованию

Насколько я представляю, частота резонанса керамики определяется исключительно ее толщиной, те если к одиночной пластине прикрепить кусок керамики ли металла, то резонанс будет определятся общей толщиной так что какой резонанс у одиночной пластины в принципе не важно

В общем не мудрствуя лукаво делаю вот такую конструкцию, болванку уже выточил, если что то неправильно хорошо бы услышать сейчас пока в чистую не сделал
Частота резонанса изделия 42 кгц

Синусоида это расчетная амплитуда смещения стоячей волны.
http://bsvi.ru/tmp/upload/2011_10_12/f890a2.jpg

_________________
хочу все знать